Predicción de la profundidad de erosión para diversas formas de pilotes utilizando el modelo de sedimentos del Sistema de Análisis de Ríos del Centro de Ingeniería Hidráulica en Dos Dimensiones
Autores: Al-Jubouri, Muhanad; Ray, Richard P.; Abbas, Ethar H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Predicción de la profundidad de erosión para diversas formas de pilotes utilizando el modelo de sedimentos del Sistema de Análisis de Ríos del Centro de Ingeniería Hidráulica en Dos Dimensiones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Examinando
Buscando alrededor de los pilares del puente
Modelo de sedimentación HEC-RAS 2D
Velocidad del agua
Tensión de corte
Cambios en el lecho del río
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Examinar la erosión alrededor de los pilares de los puentes es crucial para garantizar la seguridad y estabilidad a largo plazo de la infraestructura relacionada con el agua. Los modelos de pronóstico precisos son esenciales para abordar la erosión, especialmente en sistemas hídricos complejos donde los métodos tradicionales no son suficientes. Este estudio investiga la aplicación del modelo de sedimentación HEC-RAS 2D, que se ha vuelto disponible recientemente para un análisis detallado de sedimentos, para evaluar su efectividad en la predicción de la erosión alrededor de diversas formas de pilares y bajo diferentes condiciones hídricas. Este estudio ofrece una evaluación integral de las capacidades predictivas del modelo al centrarse en variables como la velocidad del agua, el esfuerzo cortante y los cambios en el lecho del río. Se prestó especial atención a la influencia de factores como los desechos flotantes y las diferentes geometrías de los pilares en las predicciones de erosión. Los resultados demuestran que, si bien el modelo HEC-RAS 2D generalmente proporciona predicciones precisas para formas de pilares más simples, logrando hasta un 85% de precisión, muestra un rendimiento variable para diseños más complejos y escenarios influenciados por desechos. Específicamente, el modelo sobreestimó las profundidades de erosión en aproximadamente un 20% para pilares en forma de diamante y subestimó en un 15% para pilares cuadrados en condiciones de desechos. Los pilares elípticos, en contraste, experimentaron una erosión significativamente menor, con profundidades de erosión hasta un 30% más superficiales en comparación con otras formas. Este estudio destaca la aplicación novedosa del modelo HEC-RAS 2D en este contexto y subraya sus fortalezas y limitaciones. Los problemas identificados incluyen dificultades en la modelización del flujo de agua y los cuellos de botella inducidos por desechos. Esta investigación apunta a la mejora de la calibración de los parámetros de movimiento de sedimentos y al desarrollo de técnicas computacionales avanzadas para mejorar la precisión de las predicciones de erosión en entornos complejos. Este trabajo contribuye con valiosos conocimientos para futuras investigaciones y aplicaciones prácticas en ingeniería civil, especialmente donde los métodos tradicionales de mitigación de erosión, como las cubiertas de delantales, no son viables.
Descripción
Examinar la erosión alrededor de los pilares de los puentes es crucial para garantizar la seguridad y estabilidad a largo plazo de la infraestructura relacionada con el agua. Los modelos de pronóstico precisos son esenciales para abordar la erosión, especialmente en sistemas hídricos complejos donde los métodos tradicionales no son suficientes. Este estudio investiga la aplicación del modelo de sedimentación HEC-RAS 2D, que se ha vuelto disponible recientemente para un análisis detallado de sedimentos, para evaluar su efectividad en la predicción de la erosión alrededor de diversas formas de pilares y bajo diferentes condiciones hídricas. Este estudio ofrece una evaluación integral de las capacidades predictivas del modelo al centrarse en variables como la velocidad del agua, el esfuerzo cortante y los cambios en el lecho del río. Se prestó especial atención a la influencia de factores como los desechos flotantes y las diferentes geometrías de los pilares en las predicciones de erosión. Los resultados demuestran que, si bien el modelo HEC-RAS 2D generalmente proporciona predicciones precisas para formas de pilares más simples, logrando hasta un 85% de precisión, muestra un rendimiento variable para diseños más complejos y escenarios influenciados por desechos. Específicamente, el modelo sobreestimó las profundidades de erosión en aproximadamente un 20% para pilares en forma de diamante y subestimó en un 15% para pilares cuadrados en condiciones de desechos. Los pilares elípticos, en contraste, experimentaron una erosión significativamente menor, con profundidades de erosión hasta un 30% más superficiales en comparación con otras formas. Este estudio destaca la aplicación novedosa del modelo HEC-RAS 2D en este contexto y subraya sus fortalezas y limitaciones. Los problemas identificados incluyen dificultades en la modelización del flujo de agua y los cuellos de botella inducidos por desechos. Esta investigación apunta a la mejora de la calibración de los parámetros de movimiento de sedimentos y al desarrollo de técnicas computacionales avanzadas para mejorar la precisión de las predicciones de erosión en entornos complejos. Este trabajo contribuye con valiosos conocimientos para futuras investigaciones y aplicaciones prácticas en ingeniería civil, especialmente donde los métodos tradicionales de mitigación de erosión, como las cubiertas de delantales, no son viables.